C++开发基础——原子操作与多线程编程

一，线程的创建与终止

线程是CPU最小的执行和调度单位。多个线程共享进程的资源。

创建线程比创建进程更快，开销更小。

创建线程的方法：pthread_create、std::thread。

pthread_create：传入的线程函数只有一个参数。

std::thread：传入的线程函数可以有任意数量的参数。

因为，thread类的构造函数是一个可变参数模板，可接收任意数目的参数，其中第一个参数是线程对应的函数名称。

std::thread调用以后返回一个线程类，每创建一个线程类，就会在系统中启动一个线程，并利用这个线程类来管理线程。

线程类可以被移动，但是不可以被复制，可以调用move()来改变线程的所有权。

线程的标识符是线程id，线程类可以调用this_thread::get_id()来获得当前线程的id。

创建线程以后，可以调用join()或者detach()来等待线程结束，join()会等启动的线程运行结束以后再继续执行当前代码，detach()会直接往后继续执行当前代码，而不需要等待启动的线程运行结束。如果调用detach()分离线程，该线程结束后，线程资源会自动被系统回收。

std::thread常用的创建线程类的方式有：

通过函数指针创建线程

通过函数对象创建线程

通过lambda表达式创建线程

通过成员函数创建线程

1.通过函数指针创建线程

代码样例：

函数

void counter(int id, int numIterations)
{
    for(int i=0; i<numIterations; ++i){
        cout << "Counter " << id << " has value " << i << endl;
    }
}

利用函数创建线程：

thread t1(counter, 1, 6);
thread t2(counter, 2, 4);
t1.join();
t2.join();

注意，线程中的函数，比如counter()，在创建线程的时候，默认的传参方式是值拷贝，比如id，numIterations会被拷贝以后再传递到线程空间中。

2.通过函数对象创建线程

代码样例：

函数对象Counter：

class Counter
{
    public:
    Counter(int id, int numIterations)
    :mId(id), mNumIterations(numIterations)
    {

    }

    //重载运算符operator()
    void operator()() const
    {
        for(int i=0; i < mNumIterations; ++i){
            cout << "Counter " << mId << " has value " << i << endl;
        }
    }

    private:
        int mId;
        int mNumIterations;
};

利用函数对象创建线程：

方法1：通过构造函数创建Counter类的一个实例，将实例传递给thread类

thread t1{Counter{1, 4}};

方法2：创建Counter类的一个实例c，将实例传递给thread类

Counter c(2, 5);
thread t2(c);

完整代码实现： 

#include <thread>
#include <iostream>

using namespace std;

class Counter
{
    public:
    Counter(int id, int numIterations)
    :mId(id), mNumIterations(numIterations)
    {

    }

    //重载运算符operator()
    void operator()() const
    {
        for(int i=0; i < mNumIterations; ++i){
            cout << "Counter " << mId << " has value " << i << endl;
        }
    }

    private:
        int mId;
        int mNumIterations;
};

int main(){
    thread t1{Counter{1, 4}};
    Counter c(2, 5);
    thread t2(c);

    t1.join();
    t2.join();

    cout << "Main thread end." << endl;
    return 0;
}

运行结果：

Counter 1 has value 0
Counter 1 has value 1
Counter 1 has value 2
Counter 1 has value 3
Counter 2 has value 0
Counter 2 has value 1
Counter 2 has value 2
Counter 2 has value 3
Counter 2 has value 4
Main thread end.